К вопросу изучения температурного режима почв заповедника "Бастак" на основе использования профессиональной метеостанции "Сокол-М"

Температура является одним из основных показателей физического состояния почв, который определяет продуктивность растений и почвенной биоты.

Суммы температур выше +10 °C в почве на глубине 20 см служат основным показателем её тепловых ресурсов, а суммы температур ниже 0 °C в почве на глубине 20 см характеризуют накопление холода в почве в период промерзания и нахождения почвы в мерзлом состоянии и принимаются за критерий оценки степени суровости зимних почвенных условий [1].

Использование метеорологических ресурсов, ориентированных на ближайшую метеостанцию в г. Биробиджане, не дает достоверных результатов по изучению климатических условий на территории заповедника «Бастак». В связи с этим в 2020 году на его территории установлена первая профессиональная метеостанция «Сокол-М», способная проводить измерения таких метеорологических параметров, как относительная влажность воздуха, скорость и направление воздушного потока, атмосферное давление, количество и интенсивность осадков, температура воздуха, а также определять влажность и температуру почв.

Для снятия показаний температуры и влажности почв используется беспроводной модуль выносных датчиков «Сокол-БМВД». Автоматическое считывание значений происходит от выносных датчиков. Полученные данные поступают на метеостанцию «Со-кол-М», которая передает их на облачный сервер.

Для изучения динамики температуры почв выносные датчики установлены на глубине 10 и 25 см почвенного разреза. Такой подход позволяет в дальнейшем проследить изменения суточного и годового хода температуры почв, а также динамики температурного режима в течение года на разной глубине и произвести расчет глубины промерзания почв.

Сбор данных метеостанцией происходит каждые 30 минут по умолчанию, но благодаря конфигуратору представляется возможным установить период отправки сообщений на сервер от 10 до 59 минут. С помощью сервера sokolmeteo.com возможно отобразить полученные сведения в разный период времени, рассчитать средние значения показателей, а также отобразить их в

Рис. 1. Фрагмент таблицы и графика показаний с сервера «Сокол-М»

Fig. 1. Fragment of the table and graph of readings from the Sokol-M server

Рис. 2. Фрагмент базы данных показателей метеостанции «Сокол-М» в формате MS Excel 2010

Fig. 2. Fragment of the weather station «Sokol-M» indicators database in MS Excel 2010 format

Рис. 3. Среднесуточный ход температуры воздуха и почв

Fig. 3. Average daily course of air and soil temperature графическом формате с сортировкой отображаемых параметров (рис. 1).

Данные показателей метеостанции формируют отчет в различных форматах, например MS Excel, с возможностью его выгрузки для дальнейшей работы (рис. 2).

По результатам расчета показателей построен график, отображающий среднесуточный ход температуры воздуха и почв на разной глубине (рис. 3).

За исследуемый период отмечено постепенное понижение температур воздуха и почв. Максимальная отрицательная температура воздуха составляет -13,34 °C, положительная +8,1 °C. Для почв на глубине 10 см положительная температура составляет +6,6 °C, отрицательная – -2,6 °C, на глубине 25 см положительная температура составляет +6,74 °C, а отрицательные температуры не зафиксированы, что предполагает процесс распространения тепла вглубь почвы.

Заключение

Получение сведений о температурном режиме почв с помощью профессиональной метеостанции «Сокол-М»

позволит в дальнейшем провести наблюдения не только за годовым ходом температуры и влажности почв, а также предоставит возможность изучить водный режим почв. Широкий диапазон измерений температуры даст возможность работать с метеостанцией в разных климатических условиях.

Расчет глубины промерзания почв, мониторинг высоты снежного покрова являются неотъемлемой частью изучения состояния почвенной влаги в вегетационный период. Проведение данных исследований позволит расширить сведения о физическом состоянии почв на территории заповедника «Бастак».